用Borland C++3.1实现外设与Windows应用程序实时通信

摘 要 该文提出了一种在Windows3.1保护模式下,通过动态连接库(DLL)生成中断服务程序代码,实现外设与Windows应用程序实时通信的有效方法。

一、前 言
计算机的日益普及和计算机技术日益成熟,使得计算机在工业控制监测中的应用渐渐深入。但工业应用不同于其它方面,它要求有较强的实时性。现在有很多的DOS软件在运行过程中通过挂接外部中断方式实现DOS应用软件与外设的实时通信,这种方法实现起来十分简单。而在Windows中应用程序能否也能够利用外部硬中断实现外设与Windows应用程序的实时通信呢?答案是肯定的。这里的关键是要解决好中断代码与Windows应用程序相互之间交换信息的问题。
从外设发送异步的硬中断,通过中断处理程序传递一条信息给Windows应用程序。这时可以初始化相关端口,准备好数据,然后进行数据传送,从而做到实时通信。
实现Windows应用程序响应外部中断的方法有很多,如Microsoft公司自己开发的SDK、DDK软件包,使用嵌入式汇编等等。本文将介绍一种在BC++3.1的基础上利用Windows 3.1拥有的一些功能实现Windows实时通信的实例。

二、中断代码的位置
在Windows中,几乎所有的异步事件都是由中断处理程序来管理的。中断处理程序包含在设备驱动程序中,由Windows在环境初始化中安装。例如,KEYBOARD.DRV、MOUSE.DRV和COMM.DRV均含有中断处理程序,以处理相应的键盘、鼠标和串行口的异步中断。可以仿照标准设备驱动程序,编写中断处理代码,以响应外设的通信请求,从而完成一次实时通信。
中断代码既可以包含在应用程序的可执行代码中,也可以包含在动态连接库(DLL)中。包含在应用程序中的代码只能在一个程序中使用,而在动态连接库中的代码则可以在Windows系统中所有的应用程序所共享。这样不仅在整个Windows系统中只有一个中断代码的副本,提高了内存的使用效率,更重要的是可以防止由于同时存在多个中断代码的副本而发生冲突。本文将在DLL中编制中断处理程序。
当动态连接库被装入时,要调用DLL库的入口点LibMain(),利用这一点可以执行一些初始化工作,可以分配一些内存块,可以初始化一些全局变量或者静态变量,可以安装中断服务程序的代码等等。例如:
void interrupt (oldIsr)(--CPPARGS)
/* 旧的中断服务程序地址 */
LibMain(HANDLE hInstance,WORD wDataSeg,WORD cbHeapSize,L
PSTR
lpszCmdLine)
{
…
oldIsr=getvect(IRQNum);
/* IRQNum指中断号 */
setvect(IRQNum,newIsr);
/* newIsr指新中断服务程序代码 */
return(1);
}
函数setvect()既可在实模式下,也可在保护模式下设置中断处理向量。
上述代码也可以放在一个由用户设置的引出(export)函数中,在应用程序中用户可以调用此引出函数来安装中断服务程序代码。
由于中断可以在任何时刻发生,中断代码必须驻留在内存中,并且在应用程序运行的过程中一直处于某一固定内存中。这一点无论是在实模式还是在保护模式下都是一致的。
在DLL的模块定义文件中应注意:

1.CODE语句为固定代码段,即FIXED;

2.EXPORTS语句要引出被应用程序和其它DLL用作入口点的函数。

三、通信机制
编写实时通信例程关键在于必须认识到,异步事件对应用程序的触发是异步发生的,不在Windows的消息处理机制和多任务范围内。为了使通信例程能够正确地工作,通信例程必须通知Windows有异步事件发生,且不能打断应用程序的任务管理或消息流。要作到这一点,通信例程必须通过调用PostMessage或PostAppMessage函数向应用程序的消息队列中加入一条消息。
需要注意的是,在DLL中调用PostMessage(HWND hwnd, …)时,必须先确定hwnd的实际值,可以通过使用引出函数的办法来实现,如下所示:
static HWND hWndApp;
void FAR PASCAL SetIsrWin(HWND hwnd)
{
hWndApp=hwnd;
}
然后在应用程序的窗口函数中,对WM-CREATE消息进行处理时调用此函数来初始化DLL中的静态变量hWndApp:
CASE WM-CREATE:
…
SetIsrWin(hwnd); /* hwnd指应用程序窗口句柄 */
定义一个在应用程序中使用的消息:
#define ISRM-RUPT WM-USER+255最后在DLL中的中断服务程序代码中,调用PostMessage即可完成Windows应用程序和中断服务程序代码相互的信息交流:
void interrupt newIsr(--CPPARGS)
{
…
PostMessage(hWndApp,WM-RUPT,wParam,lParam);
…
}

四、程序实例
本示例先安装在DLL中的外中断服务代码,通过386/AT总线上的中断申请线(IRQ12)外触发,由中断服务代码发送一条消息WM-RUPT通知Windows应用程序外设有实时通信请求,应用程序收到这条消息后,在窗口用户区显示一条信息,表明已和外设联络上,并同时鸣叫一声喇叭。
程序分为两部分LL库代码和Windows应用程序代码。

1.DLL库代码
/*----------*
* interrupt include file,named handle.h*
*----------*/
void FAR PASCAL SetIsrWin(HWND hwnd);
void FAR PASCAL SetIRQNum(unsigned char IRQ);
/*----------*
* module defination file, named handle.def *
*----------*/
LIBRARY HANDLE
EXETYPES WINDOWS
STUB 'WINSTUB.EXE'
CODE PRELOAD FIXED
DATA PRELOAD SINGLE
HEAPSIZE 1024
EXPORTS
WEP
@1 RESIDENTNAME
SetIRQNum @3
/*----------*
* interrupt service program in dll,named handle.dll *